System obudów do rozdzielnic niskiego napięcia SOLID GSX Firma ETI prowadzi projekt wdrożenia do sprzedaży pełnego systemu obudów w pierwszej i drugiej klasie ochronności. System obudów w pierwszej klasie ochronności nosi nazwę SOLID GSX, a system obudów w drugiej klasie nazwę SOLID DE. a3 Rys. 1. Systemy obudów SOLID DE i SOLID GSX Projekt zakłada produkcję obudów o różnych stopniach ochrony IP zarówno w wykonaniu naściennym, wnękowym, obudów stojących monoblokowych, stojących ramowych. Zakres prądowy: do 630A dla obudów monoblokowych z wyjmowanym wkładem montażowym oraz do 4000A dla obudów ramowych. W roku 2011 firma ETI wdrożyła do sprzedaży pierwszy element systemu SOLID GSX, a mianowicie obudowy GT o stopniu szczelności IP65 wraz z akcesoriami. Natomiast w 2012 roku wprowadziła do sprzedaży system obudów w drugiej klasie ochronności o nazwie SOLID DE. Aktualnie firma jest na etapie wdrażania do produkcji i sprzedaży obudów płytkich naściennych 4XN160, wnękowych 4XP160 o stopniu ochrony IP44 wraz z wkładami montażowymi do aparatury elektrycznej oraz wkładów do obudów GT. Trwają również zaawansowane prace nad pozostałymi elementami systemu SOLID GSX. Artykuł opisuje rozwiązania systemu SOLID GSX pod kątem wyżej wymienionych aktualnie wdrażanych elementów systemu.
a2 a4 Rys. 2. Obudowy 4XN160, 4XP160 oraz GT Rys. 3. Obudowa naścienna 4XN160 2-4 a5 Rys. 4. Obudowa wnękowa 4XP160 2-4 Właściwości systemu Obudowy naścienne o głębokości 160 mm i stopniu ochrony IP41, IP42, IP44 nazwano 4XN160. b1 b2 Rys. 5. Obudowa naścienna - dwa sposoby montażu: a) bezpośredni do ściany b) montaż przy pomocy uchwytów UCH-2
Standardowo obudowy 4XN160 posiadają stopień ochrony IP41, po zastosowaniu uszczelki między plecami, a korpusem uzyskujemy IP42 oraz dodatkowo między drzwiami a korpusem IP44. a10 a11 Rys. 6. Uszczelnienie obudowy: a) uszczelnienie pleców b) uszczelnienie drzwi Obudowy wnękowe o głębokości 160 mm i stopniach ochrony IP42 i IP44 nazwano 4XP160. Obudowy 4XP160 składają się z kasety KAS160 oraz ramki z drzwiami D4X. Kaseta i ramka z drzwiami występuje jako jedna pozycja sprzedażowa. b3 b4 b5 Rys. 7. Montaż obudowy wnękowej: a) montaż kasety wnękowej b) montaż ramki drzwi c) montaż drzwi Standardowo obudowy 4XP160 posiadają stopień ochrony IP42, po zastosowaniu uszczelki drzwi uzyskujemy IP44. W celu uzyskania odpowiedniego IP konieczne jest również uszczelnienie obudowy pomiędzy ramką, a ścianą. Obudowy wykonane są z wysokiej jakości blachy stalowej o grubości 1 mm malowanej proszkowo. Kaseta obudowy wnękowej wykonana z blachy ocynkowanej również o grubości 1 mm. Obudowy przeznaczone są do rozdziału energii o prądzie do 250 A. W komplecie wyposażenia klient otrzymuje: zaślepki otworów mocujących do ściany, zestaw uziemienianakrętki, podkładki, naklejki uziemienia, śruby AS-SH 6x10 do mocowania wsporników pionowych WP-A i WP-U, przepusty kablowe, klucze do zamków oraz instrukcję montażu. Dopuszczalne maksymalne obciążenie obudowy 4XN160 i 4XP160 wyposażonej we wszystkie wymagane elementy do podtrzymywania aparatów (WP-A, WP-U, LG-V, TH-S, PM - obciążalność kompletu śrub mocujących AS-SH M6x10) wynosi 125 kg. Maksymalna obciążalność płyt montażowych to 40 kg. Maksymalna obciążalność uchwytów mocujących
do ściany UCH-2 200 kg. Maksymalna obciążalność drzwi 7,5 kg. Stopień ochrony przed uderzeniami mechanicznymi IK10. Typoszereg wymiarowy oparty jest o normę DIN 43870. Podstawowe pole projektowe z osłoną aparatów posiada szerokość 250 mm, a wysokość 150 mm (rys. 8). W polu podstawowym można zainstalować 12 aparatów modułowych o szerokości 18 mm. Oznaczenie kodowe pola podstawowego przedstawiają dwie cyfry przedzielone kreską 1-1, gdzie pierwsza cyfra oznacza szerokość, a druga wysokość. Pozostałe wielkości osłon są wielokrotnością pola podstawowego (np. osłona 2-3 - szerokość 500 mm, wysokość 450 mm). c1 Rys. 8. Podział wewnętrzny według pola podstawowego oraz wymiary zewnętrzne obudowy naściennej 4XN160 Ten sam sposób kodowania został przeniesiony do oznaczania wielkości obudów, kaset, ramek z drzwiami, gdzie pierwsza cyfra oznacza liczbę rzędów krotności pola podstawowego, a druga liczbę kolumn krotności pola podstawowego. Na przykład obudowa o oznaczeniu 4XN160 2-4 posiada możliwość montażu 2 kolumn po 250 mm szerokości i 4 rzędów po 150 mm wysokości. Obudowy naścienne 4XN160 i wnękowe 4XP160 występują w dwóch szerokościach okna montażowego 2 i 3 (500 mm i 750 mm) oraz wysokościach 3, 4, 5, 6, 7 (450 mm, 600 mm, 750 mm, 900 mm, 1050 mm). Kaseta KAS160 i ramka z drzwiami D4X Jak już wspomniano wcześniej obudowy wnękowe 4XP160 składają się z kasety KAS160 oraz ramki z drzwiami D4X. Kaseta montowana w ścianie wyposażona jest w śruby i otwory mocujące, posiada również osłabienia do wprowadzenia kabli i przewodów zarówno z dołu, z tyłu jak i z boku. W kasecie znajduje się ramka, do której mocowany jest wkład.
b6 Rys. 9. Montaż kasety KAS160 we wnęce ściany Rys. 10. Kaseta KAS160 c4 Po wszystkich pracach montażowych do kasety przykręcana jest ramka z drzwiami D4X. Mocowanie odbywa się przy pomocy śrub, gdzie możliwa jest regulacja w płaszczyźnie pionowej ok. 20 mm. Istnieje możliwość kilkuprocentowego odchylenia ramki od płaszczyzny pleców, wszystko to aby zniwelować niedokładności montażowe przy obsadzaniu kasety. Wewnętrzny system konstrukcyjny Wewnątrz obudowy montowany jest wkład montażowy składający się ze wsporników pionowych WP-A lub WP-U (brak możliwości podziału obudowy - wersja ekonomiczna), osłon CP, płyt montażowych PM, szyn montażowych TH-S. Płyty i szyny TH-S mocowane są do wsporników pionowych za pomocą elementów LG-V i LG-V5, przy pomocy dwóch blachowkrętów, co nadaje konstrukcji bardzo dużą wytrzymałość mechaniczną. Dla ułatwienia montażu szyn TH-S, płyt montażowych PM i pożądanej wytrzymałości na zrywanie w elemencie LG-V zastosowano nakrętkę wciskaną M5. Płyty i szyny przykręcane są śrubami metrycznymi. a23 Rys. 11. Wspornik pionowy WP-A
a29 Rys. 12. Szyna TH-S o wysokości 15 mm a30 Rys. 13. Płyta montażowa PM (dedykowana do aparatów ETI) a21 Rys. 14. Osłona aparatów modułowych CP a26 a8 a27 Rys. 15. Wspornik LG-V (po lewej), blachowkręt 4.8x9.5, wspornik LG-V5 (po prawej) Wkład montażowy jest wyjmowany, co ułatwia sznurowanie aparatów w warsztacie. Wyjmowany wkład umożliwia najpierw montaż obudowy, a po wszystkich pracach budowlanych montaż aparatów. Montaż aparatów w obudowie po zakończeniu prac budowlanych likwiduje ryzyko związane z zanieczyszczeniem aparatów pyłem budowlanym, a co za tym idzie ryzyko ich uszkodzenia. Ważną zaletą systemu jest możliwość podziału obudów w pionie przy pomocy elementu EPW, przez co można wydzielić w jednej obudowie przedział z aparatami zabezpieczającymi, przedział kablowy bądź przedział teletechniczny. Należy jednak pamiętać, że wspornik typu WP-U już takiej możliwości nie daje (wersja ekonomiczna bez możliwości regulacji głębokości).
a14 a15 a16 a17 Rys. 16. Podział obudowy na sekcje przy pomocy wspornika EPW a19 a18 Rys. 17. Mocowanie wsporników WP-A do obudowy Konstrukcja wspornika pionowego WP-A umożliwia skokową regulację montażu szyn nośnych, płyt montażowych oraz osłon. Skokowa regulacja w pionie wynosi 25 mm, natomiast regulacja zagłębienia szyn TH-S oraz płyt montażowych PM 8 mm lub na przemian 6 mm i 2 mm (dzięki dodatkowym otworom w elemencie LG-V). Daje to producentowi rozdzielnicy możliwość wyboru optymalnych odległości pomiędzy aparatami, a osłonami. Umożliwia także pozostawienie optymalnego miejsca na kable, przewody zasilające oraz odpływowe. Na wsporniku WP-A naniesiono dodatkowe otwory ułatwiające rozmieszczenie szyn i płyt nośnych. Skok wspomnianych otworów to 150 mm oraz 75 mm (rys. 18). Szyna TH-S może być zamocowana na wsporniku pionowym WP-A pod kątem ok. 51 stopni w odchyleniu pionowym (rys. 18). Takie położenie szyny ułatwia podejście przewodami do zacisków złączek. b7 b8 Rys. 18. Regulacja ustawienia wspornika LG-V
Plecy obudowy Obudowy natynkowe 4XN160 posiadają plecy wykonane z blachy stalowej ocynkowanej, mocowane przy pomocy blachowkrętów. Odkręcenie pleców ma za zadanie ułatwić monterom sznurowanie aparatów z już włożonym wkładem do obudowy. Obwód ochronny Obudowy metalowe 4XN160/4XP160 zapewniają ciągłość połączeń elektrycznych obwodu ochronnego poprzez przewodzące części konstrukcyjne obudowy. Dodatkowo w ramce wewnętrznej obudowy umieszczono przygrzane nakrętki M6 (8szt), które służą jednocześnie do mocowania wspornika pionowego (WP-A/WP-U) oraz do przyłączenia przewodu ochronnego. Zewnętrzny przewód ochronny może być podłączony do głównego zacisku ochronnego montowanego przez producenta rozdzielnicy (główna listwa zaciskowa PE, blok rozdzielczy PE) lub bezpośrednio do w/w nakrętek M6 (śruba DIN912 typ AS-SH 6x10, dokręcona momentem 5 Nm) a9 a12 Rys. 19. Podłączenie obwodu ochronnego W przypadku przyłączenia zewnętrznego przewodu ochronnego z zastosowaniem głównej listwy PE / bloku rozdzielczego PE należy dodatkowo połączyć listwę/blok z w/w nakrętkami M6. W przypadku instalowania aparatów elektrycznych na drzwiach obudowy konieczne jest zastosowanie przewodu ochronnego (LPE-6 nr kat. 001102177) do połączenia drzwi z obudową. W tym celu zarówno w korpusie obudowy jak i drzwiach przygrzano miedziowane galwanicznie kołki M6x12. Inne cechy systemu obudów 4XN160/4XP160 Innymi zaletami systemu są: osłony aparatów z wycięciami oraz osłabieniami pod aparaty, otworowane płyty montażowe dedykowane do produktów ETI, szybki montaż osłon, wysokiej jakości flansze wprowadzeniowe przewodów i kabli.
a13 a25 a22 Rys. 20. Zapinka, flansze wprowadzeniowe, osłony dedykowane Wkłady montażowe do obudów GT W przypadku obudów GT zaprojektowano specjalne uchwyty UW-GT (rys. 21) umożliwiające montaż wkładów z aparaturą. Uchwyty UW-GT przewidziane są do obudów o głębokości od 150 mm do 400 mm. Uchwyty można montować zarówno jeżeli wewnątrz zamontowana jest płyta montażowa jak i bez niej. W obudowach GT nie ma możliwości podziału w pionie przy pomocy wspornika podziałowego EPW. W rozmiarach obudów GT zgodnych z normą DIN 43870 można zamontować wkłady pokrywające się z typoszeregiem obudów 4XN160/4XN160. Zaprojektowano również wewnętrzne elementy montażowe dostosowane do pozostałych wymiarów obudów GT. c2 Rys. 21. Sposób montażu wkładów do obudów GT Wewnętrzny system konstrukcyjny został zaprojektowany w taki sposób aby umożliwić montaż tego samego wkładu zarówno w obudowach GT, 4XN160, 4XP160 (rys. 10) jak i pozostałych obudowach systemu SOLID GSX nie będących przedmiotem niniejszego artykułu. Podsumowanie Wszystkie wymienione cechy składają się na bardzo dużą elastyczność oraz funkcjonalność systemu obudów SOLID GSX. Wpływają na skrócenie czasu potrzebnego na zmontowanie rozdzielnicy przez co przyczyniają się do obniżenie kosztów produkcji. Uniwersalność wkładów pod względem wymiarowym, powtarzalne wymiary okien montażowych w obudowach niezależnie od stopnia ochrony IP i głębokości sprawiają, że ten sam wkład można montować do różnych obudów. Uniwersalność wkładów pod względem wymiarowym powoduje również ograniczenie ilości pozycji magazynowych, wynikiem czego jest obniżenie kosztów magazynowania. c3
Przy projektowaniu obudów uwzględniono i stosowano się do aktualnej normalizacji w tym zakresie tj.: PN-EN 62208:2006 Puste obudowy do rozdzielnic i sterownic niskonapięciowych - Wymagania ogólne PN-EN 60529:2003 Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy (Kod IP) PN-EN 62262:2003 Stopnie ochrony przed zewnętrznymi uderzeniami mechanicznymi zapewnianej przez obudowy urządzeń elektrycznych (Kod IK) PN-EN-50274:2004 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym - Ochrona przed niezamierzonym dotykiem bezpośrednim części niebezpiecznych czynnych PN-EN 61439-1:2010 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 1: Postanowienia ogólne PN-EN 61439-2:2010 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 2: Rozdzielnice i sterownice do rozdziału energii elektrycznej PN-EN 60439-1:2003 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe -- Część 1: Zestawy badane w pełnym i niepełnym zakresie badań typu PN-EN 60439-2:2004 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 2: Wymagania dotyczące przewodów szynowych PN-EN 60439-2:2004/A1:2007 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 2: Wymagania dotyczące przewodów szynowych PN-EN 60439-3:2004 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 3: Wymagania dotyczące niskonapięciowych rozdzielnic i sterownic przeznaczonych do instalowania w miejscach dostępnych do użytkowania przez osoby niewykwalifikowane - Rozdzielnice tablicowe PN-EN 60439-4:2008 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 4: Wymagania dotyczące zestawów przeznaczonych do instalowania na terenach budów (ACS) PN-EN 60439-5:2008 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe - Część 5: Wymagania szczegółowe dotyczące zestawów do rozdziału energii w sieciach publicznych PN-EN 60715:2007 Wymiary aparatury rozdzielczej i sterowniczej niskonapięciowej - Znormalizowany montaż na szynach, w celu mechanicznego mocowania aparatury elektrycznej w instalacjach rozdzielczych i sterowniczych Zadbano również o to, aby obudowy spełniały wymagania dyrektywy RoHS (ang. Restriction of Hazardous Substances). Celem wprowadzenia dyrektywy RoHS było zmniejszenie ilości substancji niebezpiecznych przenikających do środowiska z odpadów elektrycznych i elektronicznych. Treść dyrektywy mówi, że nowy sprzęt elektroniczny wprowadzany do obrotu na terenie Unii Europejskiej i EFTA począwszy od 1 lipca 2006 (w Polsce od 27 marca 2007) będzie zawierał ograniczenia w zawartości materiałów szkodliwych: ołowiu, rtęci, kadmu, sześciowartościowego chromu, polibromowanych bifenyli (PBB) i polibromowanych eterów fenylowych (PBDE). Komisja europejska określiła maksymalne stężenia tych pierwiastków/substancji w materiale jednorodnym. Project Manager Konstruktor sytemu SOLID GSX inż. Paweł Piróg